JP2010139626A - Optical apparatus, imaging apparatus, and manufacturing method for optical apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、互いの位置関係が固定される複数の光学部材を備えた光学装置、および当該光学装置を備えた撮像装置に関する。 The present invention relates to an optical device including a plurality of optical members whose mutual positional relationship is fixed, and an imaging device including the optical device.
近年、携帯型電話機やコンパクトカメラなど、撮像機能を備えた各種装置(以下「撮像装置」という)に対する小型化の要望にともなって、当該撮像装置が搭載するレンズなどの光学部材あるいは当該光学部材を複数用いて構成される光学装置(光学系)が小型化される傾向にある。また、近年、携帯型電話機やコンパクトカメラなどのような小型の撮像装置においては撮像素子の高画素化が図られる傾向にあり、撮像素子の高画素化にともなって、小型でありながらも精度の高い光学装置が望まれている。 In recent years, with the demand for miniaturization of various devices having an imaging function (hereinafter referred to as “imaging device”) such as a portable phone and a compact camera, an optical member such as a lens mounted on the imaging device or the optical member is installed. There is a tendency that an optical device (optical system) constituted by using a plurality is miniaturized. In recent years, there has been a tendency to increase the number of pixels of an image pickup device in a small image pickup apparatus such as a mobile phone or a compact camera. High optical devices are desired.
たとえば投げ込み式の組み立て方法を採用した場合、光学装置を構成する各光学部材の部品公差を狭めることによって高精度化を図ることができる。一方で、各光学部材の部品公差を狭めることにより各光学部材の量産性が低下し、光学装置や当該光学装置を備えた撮像装置の量産に際しての歩留まりが低下してしまう。また、投げ込み式の組み立て方法を採用した場合、光学装置の精度(光学性能)は部品の製造精度に依存するため、量産性を向上させるため部品公差を広げると光学装置の精度(光学性能)が低下してしまう。 For example, when a throwing-type assembly method is employed, high accuracy can be achieved by narrowing the component tolerance of each optical member constituting the optical device. On the other hand, by reducing the component tolerance of each optical member, the mass productivity of each optical member is lowered, and the yield in mass production of the optical device and the imaging device including the optical device is lowered. In addition, when the throw-in assembly method is used, the accuracy (optical performance) of the optical device depends on the manufacturing accuracy of the component. Therefore, if the component tolerance is widened to improve the mass productivity, the accuracy (optical performance) of the optical device will increase. It will decline.
樹脂材料を用いた射出成形によって形成された樹脂製品は、金型技術の高精度化や精密成型技術の向上によって、比較的高い製造精度を確保することができる。このため、従来、樹脂製の光学部材に、別の光学部材の位置決めをおこなうための位置決め構造を設け、この位置決め構造によって別の光学部材の位置決めをおこなうことによって、投げ込み式によって組み立てる場合の光学装置の精度(光学性能)を確保するようにした技術があった。 A resin product formed by injection molding using a resin material can ensure a relatively high manufacturing accuracy by increasing the precision of the mold technology and improving the precision molding technology. For this reason, conventionally, an optical device in the case of assembling by a throwing type by providing a positioning structure for positioning another optical member on a resin optical member and positioning another optical member by this positioning structure. There was a technology that ensured the accuracy (optical performance).
また、従来、たとえば光学装置の組み立てに際して光学性能にかかわる光学部材を、基準となる光学部材にあわせる、いわゆる調芯をおこなうことによって、光学装置に要求される精度(光学性能)を確保するようにした技術があった。このような調芯は、ガラス材料を用いたガラスモールド法などによって形成されたレンズなど、光学部材がガラス製である場合に有効となる。 In addition, conventionally, for example, by aligning an optical member related to optical performance when assembling an optical device with a reference optical member, so-called alignment is performed, so as to ensure accuracy (optical performance) required for the optical device. There was technology that did. Such alignment is effective when the optical member is made of glass, such as a lens formed by a glass mold method using a glass material.
すなわち、ガラス材料を用いたガラスモールド法などによって形成されたガラス製の光学部材は、ガラス製の光学部材単体で高い偏芯精度を確保することが困難であるため、光学系の組み立てに際して調芯を必要とする。たとえばレンズどうしを直接接合することによって小型化を図るようにしたレンズユニットなどの光学装置において、樹脂製のレンズとガラス製のレンズとが混在する場合、製造精度の高い樹脂製のレンズに対してガラス製のレンズの調芯をおこなうことによって樹脂製のレンズとガラス製のレンズとの位置関係を調整している。 In other words, glass optical members formed by a glass molding method using a glass material are difficult to ensure high eccentricity with a single glass optical member. Need. For example, in an optical device such as a lens unit that is designed to be miniaturized by directly joining lenses together, when a resin lens and a glass lens are mixed, a resin lens with high manufacturing accuracy is used. The positional relationship between the resin lens and the glass lens is adjusted by aligning the glass lens.
また、ガラス製の光学部材は当該光学部材単体で製造精度を確保することが困難であるため、精度の高い位置決め構造をガラス製の光学部材に設けることは困難である。このため、たとえば樹脂製のレンズとガラス製のレンズとが混在する場合は、調芯用のジグを用いて調芯をおこなっている。調芯後は、たとえばレンズを接着する接着剤を用いることによって、樹脂製のレンズとガラス製のレンズとの位置関係を固定していた(たとえば、下記特許文献1を参照。)。 Moreover, since it is difficult to ensure manufacturing accuracy of the optical member made of glass alone, it is difficult to provide a highly accurate positioning structure on the optical member made of glass. For this reason, for example, when a resin lens and a glass lens coexist, alignment is performed using an alignment jig. After alignment, the positional relationship between the resin lens and the glass lens is fixed by using, for example, an adhesive that adheres the lens (see, for example, Patent Document 1 below).
従来、たとえばUV硬化型の接着剤を用いて樹脂製のレンズとガラス製のレンズとを固定するようにした技術があった。UV硬化型の接着剤は、調芯用のジグによって樹脂製のレンズとガラス製のレンズとの位置関係を固定した状態で、ポッティングなどの方法によって塗布する。調芯用のジグは、塗布された接着剤にUV光を照射して、UV硬化型の接着剤を1次硬化させた後に取り外す。調芯用のジグを取り外した後のレンズは、2次硬化が促進される場所などに保管される。 Conventionally, there has been a technique in which a resin lens and a glass lens are fixed using, for example, a UV curable adhesive. The UV curable adhesive is applied by a method such as potting in a state where the positional relationship between the resin lens and the glass lens is fixed by an alignment jig. The alignment jig is removed after the applied adhesive is irradiated with UV light to first cure the UV curable adhesive. The lens after the alignment jig is removed is stored in a place where secondary curing is promoted.
また、従来、光学ピックアップにおいて、当該光学ピックアップの光路中に挿入された光学部品を、他の光学要素が取り付けられるベース部材に対して、このベース部材と線膨張係数の異なる材料により形成された保持部材を介して固定するようにした技術があった(たとえば、下記特許文献2を参照。)。 Conventionally, in an optical pickup, an optical component inserted in the optical path of the optical pickup is held by a base member to which another optical element is attached, formed of a material having a linear expansion coefficient different from that of the base member. There has been a technique of fixing via a member (see, for example, Patent Document 2 below).
しかしながら、上述した従来の技術は、樹脂製のレンズおよびガラス製のレンズのように、接着剤によって相互に固定される光学部材どうしの線膨張係数が異なる場合は環境温度の変化による伸縮の程度に差が生じるため、接着剤の部分に圧縮あるいは引っ張り方向の応力が作用して、接着剤が変形してしまうことがあった。そして、接着剤が変形することによって光学部材どうしの位置関係がずれてしまったり光学部材が歪んでしまったりして、光学性能が低下するという問題があった。 However, when the linear expansion coefficients of the optical members fixed to each other by an adhesive are different, such as a resin lens and a glass lens, the conventional technology described above can be expanded or contracted due to a change in environmental temperature. Because of the difference, stress in the compressing or pulling direction acts on the adhesive portion, and the adhesive may be deformed. Then, there is a problem that the optical performance is deteriorated because the positional relationship between the optical members is shifted or the optical members are distorted due to the deformation of the adhesive.
接着剤の変形は環境温度の変化が繰り返して起こるほど顕著になり、接着剤の変形が顕著であるほど光学部材どうしの位置関係のずれや光学部材の歪みが顕著に発生する。このため、環境温度の変化が繰り返して起こるほど、光学性能の低下が顕著になる。互いに固定された部材どうしの線膨張係数の違いによる不具合は、上述した特許文献2の技術においても同様に発生する。また、上述した特許文献2の技術においては、さらに調芯作業をおこなうことができないという問題があった。 The deformation of the adhesive becomes more prominent as the environmental temperature changes repeatedly. As the deformation of the adhesive becomes more prominent, the positional relationship between the optical members and the distortion of the optical member more significantly occur. For this reason, the deterioration of the optical performance becomes more remarkable as the environmental temperature changes repeatedly. The problem due to the difference in linear expansion coefficient between members fixed to each other also occurs in the technique of Patent Document 2 described above. Moreover, in the technique of patent document 2 mentioned above, there existed a problem that alignment work could not be performed further.
また、UV硬化型の接着剤は一次硬化した後も硬化が完了するまでの間に収縮するため、UV硬化型の接着剤を1次硬化させた後に調芯用のジグを取り外すようにした上述した従来の技術では、2次硬化において収縮する接着剤によって、樹脂製のレンズとガラス製のレンズとの位置関係が崩れ、相対的な位置関係がずれてしまう。そして、光学部材間の相対的な位置関係がずれてしまうことによって光学装置における光学性能が低下してしまうという問題があった。 In addition, since the UV curable adhesive shrinks after the primary curing until the curing is completed, the alignment jig is removed after the UV curable adhesive is first cured. In the conventional technique, the positional relationship between the resin lens and the glass lens is broken by the adhesive that shrinks in the secondary curing, and the relative positional relationship is shifted. And there existed a problem that the optical performance in an optical apparatus fell because the relative positional relationship between optical members shifted | deviated.
この対策として、2次硬化が完了した後に調芯用のジグを取り外すようにした場合、調芯用のジグを取り外すまでの長時間にわたって、組み立て作業を継続することができず、光学系すなわち当該光学系を備えた光学装置や撮像装置の量産における歩留まりが低下してしまうという問題が生じる。また、この場合、調芯用のジグを取り外すまでの長時間にわたって、調芯用のジグが取り付けられたレンズを保管する場所を確保しなくてはならず、生産コストが増加する一因となる。 As a countermeasure, when the alignment jig is removed after the secondary curing is completed, the assembly work cannot be continued for a long time until the alignment jig is removed. There arises a problem that the yield in mass production of an optical apparatus and an imaging apparatus having an optical system is lowered. Further, in this case, it is necessary to secure a place for storing the lens to which the alignment jig is attached for a long time until the alignment jig is removed, which causes an increase in production cost. .
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、固定する過程における光学部材どうしの相対的な位置関係のずれ、および、環境温度の変化に起因する光学性能の低下を防止することができる光学装置、撮像装置および光学装置の製造方法を得ることを目的とする。 In order to eliminate the above-described problems caused by the prior art, the present invention can prevent a relative positional relationship between optical members in a fixing process and a decrease in optical performance due to a change in environmental temperature. It is an object to obtain an optical device, an imaging device, and a method for manufacturing the optical device.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる光学装置は、光軸方向において隣り合って配置される第1の光学部材および第2の光学部材を備えた光学装置であって、レーザ光を吸収する樹脂材料によって形成され、当該樹脂材料の弾性力によって前記第1の光学部材を保持する保持部材を備え、前記第2の光学部材は、前記レーザ光を透過するとともに前記保持部材を形成する材料に対して相溶性を有する樹脂材料によって形成され、前記保持部材に対してレーザ溶着によって固定されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an optical device according to the present invention is an optical device including a first optical member and a second optical member that are arranged adjacent to each other in the optical axis direction. And a holding member that is formed of a resin material that absorbs laser light and holds the first optical member by the elastic force of the resin material, and the second optical member transmits the laser light and holds the holding member. It is formed of a resin material having compatibility with the material forming the member, and is fixed to the holding member by laser welding.
この発明によれば、第1の光学部材を保持する保持部材と第2の光学部材とをレーザ溶着によって短時間で固定することができる。レーザ溶着によって短時間で固定することによって、たとえば硬化の途中で体積収縮をともなう接着剤を用いて固定する場合のように、固定に際して、第1の光学部材と第2の光学部材との相対的な位置関係がずれることを防止できる。 According to the present invention, the holding member that holds the first optical member and the second optical member can be fixed in a short time by laser welding. By fixing by laser welding in a short time, relative to the first optical member and the second optical member at the time of fixing, for example, when fixing using an adhesive with volume shrinkage during curing. Can be prevented from shifting.
また、この発明によれば、環境温度の変化に起因する第1の光学部材の膨張や収縮などの形状変化にしたがって保持部材が弾性変形することにより、保持部材に対する第1の光学部材の位置を安定化することができる。 According to the present invention, the holding member is elastically deformed according to a shape change such as expansion or contraction of the first optical member due to a change in environmental temperature, so that the position of the first optical member with respect to the holding member is changed. Can be stabilized.
さらに、この発明によれば、保持部材と第2の光学部材との固定後に環境温度が変化した場合には、樹脂材料によって形成された保持部材および第2の光学部材とが変形することにより保持部材と第2の光学部材との位置関係のずれを抑制することができる。 Furthermore, according to the present invention, when the environmental temperature changes after the holding member and the second optical member are fixed, the holding member and the second optical member formed by the resin material are deformed to hold the holding member. Deviation in the positional relationship between the member and the second optical member can be suppressed.
また、この発明にかかる光学装置は、上記の発明において、前記第1の光学部材が、ガラスによって形成されていることを特徴とする。この発明によれば、第1の光学部材と第2の光学部材とをそれぞれ異なる材料によって形成した場合にも、ガラスによって形成されている第1の光学部材を保持する保持部材と第2の光学部材とをレーザ溶着によって固定することにより、固定後の環境温度の変化による第1の光学部材と第2の光学部材との位置関係のずれを抑制することができる。 The optical device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the first optical member is made of glass. According to this invention, even when the first optical member and the second optical member are formed of different materials, the holding member and the second optical member that hold the first optical member formed of glass are used. By fixing the member by laser welding, the positional relationship between the first optical member and the second optical member due to a change in the environmental temperature after fixing can be suppressed.
また、この発明にかかる光学装置は、上記の発明において、前記保持部材が、基剤となる樹脂材料にレーザ光を吸収する材料を混合した材料によって形成され、前記第2の光学部材は、前記基剤となる樹脂材料と同一種類の樹脂材料に、前記レーザ光を透過する材料を混合した材料によって形成されていることを特徴とする。 In the optical device according to the present invention, in the above invention, the holding member is formed of a material obtained by mixing a resin material serving as a base with a material that absorbs laser light, and the second optical member includes It is formed by the material which mixed the resin material which is the same kind as the resin material used as a base, and the material which permeate | transmits the said laser beam.
この発明によれば、保持部材および第2の光学部材が同一種類の樹脂材料を基剤として形成されているため、環境温度の変化によって各光学部材が膨張あるいは収縮して体積変化した場合にも、各部材の線膨張係数の違いによる各光学部材どうし位置関係のずれや各部材における歪みの発生を防止できる。 According to the present invention, since the holding member and the second optical member are formed using the same type of resin material as a base, even when each optical member expands or contracts due to a change in environmental temperature, the volume changes. The positional relationship between optical members due to the difference in linear expansion coefficient of each member and the occurrence of distortion in each member can be prevented.
また、この発明にかかる撮像装置は、レーザ光を吸収する樹脂材料によって形成され、当該樹脂材料の弾性力によって第1の光学部材を保持する保持部材と、光軸方向において前記第1の光学部材と隣り合って配置され、前記レーザ光を透過するとともに前記保持部材を形成する材料に対して相溶性を有する樹脂材料によって形成され、前記保持部材に対してレーザ溶着によって固定された第2の光学部材と、前記第1の光学部材および前記第2の光学部材を介して受光した外光を電気信号に変換する撮像用の光電変換素子と、を備えたことを特徴とする。 The imaging device according to the present invention is formed of a resin material that absorbs laser light, and holds a first optical member by the elastic force of the resin material, and the first optical member in the optical axis direction. A second optical element disposed adjacent to each other, formed of a resin material that transmits the laser light and is compatible with a material that forms the holding member, and is fixed to the holding member by laser welding. And a photoelectric conversion element for imaging that converts external light received through the first optical member and the second optical member into an electrical signal.
この発明によれば、第1の光学部材を保持する保持部材と第2の光学部材とをレーザ溶着によって短時間で固定することができる。レーザ溶着によって短時間で固定することによって、たとえば硬化の途中で体積収縮をともなう接着剤を用いて固定する場合のように、固定に際して、第1の光学部材と第2の光学部材との位置関係のずれを防止し、安定した撮像性能を確保することができる。 According to the present invention, the holding member that holds the first optical member and the second optical member can be fixed in a short time by laser welding. Positioning between the first optical member and the second optical member at the time of fixing, for example, in the case of fixing using an adhesive with volume shrinkage during curing by fixing by laser welding in a short time Can be prevented, and stable imaging performance can be ensured.
また、この発明によれば、環境温度の変化に起因する第1の光学部材の膨張や収縮などの形状変化にしたがって保持部材が弾性変形することにより、保持部材に対する第1の光学部材の位置を安定化し、安定した撮像性能を確保することができる。 According to the present invention, the holding member is elastically deformed according to a shape change such as expansion or contraction of the first optical member due to a change in environmental temperature, so that the position of the first optical member with respect to the holding member is changed. It is possible to stabilize and ensure stable imaging performance.
さらに、この発明によれば、保持部材と第2の光学部材との固定後に環境温度が変化した場合には、樹脂材料によって形成された保持部材および第2の光学部材とが変形することにより保持部材と第2の光学部材との位置関係のずれを抑制し、安定した撮像性能を確保することができる。 Furthermore, according to the present invention, when the environmental temperature changes after the holding member and the second optical member are fixed, the holding member and the second optical member formed by the resin material are deformed to hold the holding member. A shift in the positional relationship between the member and the second optical member can be suppressed, and stable imaging performance can be ensured.
また、この発明にかかる光学装置の製造方法は、互いに線膨張係数が異なる材料を用いて形成され、光軸方向において隣り合って配置される第1の光学部材と第2の光学部材とを備え、前記第2の光学部材をレーザ光を透過する樹脂材料によって形成した光学装置の製造方法であって、前記レーザ光を吸収するとともに前記第2の光学部材を形成する材料に対して相溶性を有する樹脂材料によって形成された環形状をなす保持部材によって、前記第1の光学部材を保持する工程と、前記第2の光学部材の光軸に対して、前記保持部材によって保持された前記第1の光学部材の光軸を揃える工程と、前記第2の光学部材の光軸に対して前記第1の光学部材の光軸を揃えた状態で、前記保持部材と前記第2の光学部材とを当接させる工程と、前記第2の光学部材を介して、前記第2の光学部材に当接している前記保持部材を前記レーザ光によって照射する工程と、前記レーザ光の照射を停止する工程と、を含んだことを特徴とする。 The method for manufacturing an optical device according to the present invention includes a first optical member and a second optical member that are formed using materials having different linear expansion coefficients and are arranged adjacent to each other in the optical axis direction. A method of manufacturing an optical device in which the second optical member is formed of a resin material that transmits laser light, and is compatible with a material that absorbs the laser light and forms the second optical member. A step of holding the first optical member by a ring-shaped holding member formed of a resin material having the first optical member held by the holding member with respect to the optical axis of the second optical member; The step of aligning the optical axis of the optical member, and the holding member and the second optical member in a state where the optical axis of the first optical member is aligned with the optical axis of the second optical member. A contact step; A step of irradiating the holding member in contact with the second optical member with the laser light via the second optical member, and a step of stopping the irradiation of the laser light. To do.
この発明によれば、互いに線膨張係数が異なる材料を用いて形成された複数の光学部材どうしの位置関係を、簡易かつ短時間で確実に固定することができる。また、この発明によれば、複数の光学部材どうしの位置関係を固定した後は、環境温度の変化に起因する膨張や収縮などの光学部材の形状変化があった場合にも、固定した後の複数の光学部材どうしの位置関係のずれを抑制し、安定した撮像性能を確保することができる。 According to the present invention, the positional relationship between a plurality of optical members formed using materials having different linear expansion coefficients can be fixed easily and reliably in a short time. In addition, according to the present invention, after fixing the positional relationship between the plurality of optical members, even when there is a change in the shape of the optical member such as expansion or contraction due to a change in environmental temperature, Deviations in the positional relationship among the plurality of optical members can be suppressed, and stable imaging performance can be ensured.
この発明にかかる光学装置および撮像装置によれば、固定する過程における光学部材どうしの相対的な位置関係のずれ、および、環境温度の変化に起因する光学性能の低下を防止することができるという効果を奏する。 According to the optical device and the imaging device according to the present invention, it is possible to prevent the relative positional relationship between the optical members during the fixing process and the deterioration of the optical performance due to the change in the environmental temperature. Play.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光学装置および撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。この実施の形態においては、この発明にかかる光学装置としてレンズ装置への適用例を示す。 Exemplary embodiments of an optical apparatus and an imaging apparatus according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, an example of application to a lens apparatus is shown as an optical apparatus according to the present invention.
まず、この発明にかかる実施の形態のレンズ装置の概略構成について説明する。この発明にかかる実施の形態のレンズ装置は、光学部材としてのレンズを複数備えている。複数のレンズは、それぞれ、略円筒形状からなる鏡筒の内側に設けられている。 First, a schematic configuration of a lens apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. The lens device according to the embodiment of the present invention includes a plurality of lenses as optical members. Each of the plurality of lenses is provided inside a lens barrel having a substantially cylindrical shape.
複数のレンズの一部あるいはすべては、光軸方向に沿って鏡筒に対して相対的に移動可能に設けられている。鏡筒の形状および鏡筒内における各レンズの移動機構については、公知の技術を用いて容易に実現可能であるため説明を省略する。複数のレンズの一部のレンズは、ユニット化されたレンズ群を構成している。レンズ群は、光軸方向に沿って鏡筒に対して相対的に移動可能であってもよいし、鏡筒に対する相対的な位置が固定されていてもよい。 Some or all of the plurality of lenses are provided to be movable relative to the lens barrel along the optical axis direction. Since the shape of the lens barrel and the moving mechanism of each lens in the lens barrel can be easily realized by using a known technique, description thereof will be omitted. Some lenses of the plurality of lenses constitute a unitized lens group. The lens group may be movable relative to the lens barrel along the optical axis direction, or the relative position with respect to the lens barrel may be fixed.
レンズ装置は、図示を省略する撮像装置本体が備えるマウントなどに取り付けられる。撮像装置本体内には、撮像用の光電変換素子すなわち撮像素子(図示を省略する)が配置されている。撮像素子は、レンズ装置を介して入射した外光を光電変換し、入射光量に応じた電気信号を出力する。撮像素子は、具体的には、たとえばCCDイメージセンサ(Charge Coupled Device Image Sensor)やCMOSイメージセンサ(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)などの固体撮像素子によって実現することができる。 The lens device is attached to a mount or the like included in the imaging device main body (not shown). An imaging photoelectric conversion element, that is, an imaging element (not shown) is disposed in the imaging apparatus main body. The image sensor photoelectrically converts external light incident through the lens device and outputs an electrical signal corresponding to the amount of incident light. Specifically, the imaging device can be realized by a solid-state imaging device such as a CCD image sensor (Charge Coupled Device Image Sensor) or a CMOS image sensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor).
つぎに、この発明にかかる実施の形態のレンズ装置が備えるレンズ群について説明する。図1および図2は、この発明にかかる実施の形態のレンズ装置が備えるレンズ群を示す説明図である。図1においては、この発明にかかる実施の形態のレンズ装置が備えるレンズ群を、光軸に交差する方向から見た状態を示している。図2においては、この発明にかかる実施の形態のレンズ装置が備えるレンズ群を、光軸を通り光軸に平行な平面で切断した断面(図1におけるA−A断面)を示している。 Next, a lens group included in the lens device according to the embodiment of the present invention will be described. 1 and 2 are explanatory views showing lens groups provided in the lens apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 1, the lens group with which the lens apparatus of embodiment concerning this invention is provided is shown in the state seen from the direction which cross | intersects an optical axis. FIG. 2 shows a cross section (AA cross section in FIG. 1) in which the lens group included in the lens apparatus according to the embodiment of the present invention is cut along a plane passing through the optical axis and parallel to the optical axis.
図1および図2において、この発明にかかる実施の形態のレンズ装置が備えるレンズ群100は、第1レンズ101、第2レンズ102および第3レンズ201を備えている。第1レンズ101、第2レンズ102および第3レンズ201は、各レンズ101、102、201における光軸を揃えた状態で、鏡筒(図示を省略する)内に設けられる。この実施の形態においては、第1レンズ101、第2レンズ102および第3レンズ201における光軸を揃えることを「調芯」として説明する。
1 and 2, the
第1レンズ101は、ガラス材料を用い、ガラスモールド法によって形成されている。第1レンズ101は、ガラス材料を用いて形成してもよいし、たとえば樹脂材料などガラス材料以外の材料を用いて形成してもよい。この実施の形態においては、第1レンズ101によって第1の光学部材を実現することができる。第1レンズ101は、押さえ環103によって保持されている。
The
押さえ環103は、光軸Cを中心とする略環形状からなる。押さえ環103の内周面は、光軸Cを中心とする円の半径方向における寸法が第1レンズ101の半径よりも小さい小径部104と、光軸を中心とする円の半径方向における寸法が第1レンズ101の半径よりも大きい大径部105と、が円周方向に沿って交互に出現するような凹凸をなしている。小径部104と大径部105とは、連結部106を介して連結されている。
The holding
押さえ環103は、小径部104、大径部105および連結部106が順番に並んで連結されることによって環形状をなしている。小径部104、大径部105および連結部106は、それぞれ、光軸Cを中心とする同心円上において、等間隔で設けられている。この実施の形態においては、小径部104、大径部105および連結部106は、それぞれ、3箇所に設けられている。
The holding
押さえ環103における小径部104は、光軸Cに直交する面内において、光軸Cから離間する方向に向かって変位可能に設けられている。連結部106は、小径部104の変位にともなって変位する。小径部104および連結部106は、光軸Cを中心とする同一円周上において、大径部105の間に位置するような方向に変位する。これによって、押さえ環103は、小径部104および連結部106を変位させることによって、内径が拡開する方向に変形可能とされている。
The
第1レンズ101は、内径を拡開させるように変形した押さえ環103の内周部分に位置づけられている。押さえ環103は、小径部104を第1レンズ101の外周縁に当接させ、小径部104から光軸Cに向かう付勢力を第1レンズ101に作用させることによって、第1レンズ101を保持している。この実施の形態においては、押さえ環103によって保持部材を実現することができる。押さえ環103において、小径部104から光軸に向かう付勢力は、押さえ環103を形成する材料が有する弾性力に起因し、拡開された小径部104が元の位置に復帰しようとする復元力に起因している。
The
第1レンズ101の外径寸法は、小径部104によって形成される光軸Cを中心とする円の直径寸法よりも大きい。これにより、第1レンズ101を保持した状態の押さえ環103においては、押さえ環103を形成する樹脂材料が有する弾性によって、元の形状に復帰しようとする付勢力、すなわち内径寸法を収縮させる方向への付勢力が作用する。
The outer diameter dimension of the
このように、押さえ環103の内周側に、押さえ環103の内径寸法よりも外径が大きい第1レンズ101を位置付け、押さえ環103の弾性力によって第1レンズ101を保持することができる。押さえ環103の弾性力によって第1レンズ101を保持することにより、接着剤などを用いることなく、押さえ環103と第1レンズ101との位置関係を固定することができる。
As described above, the
押さえ環103は、押さえ環103の内周面から光軸方向に向かって突出する突起107を備えている。突起107は、複数(この実施の形態においては3つ)設けられており、それぞれが小径部104に設けられている。これにより、複数の突起107は、それぞれ、光軸Cを中心とする同心円上に、等間隔で設けられている。突起107は、押さえ環103によって第1レンズ101を保持した状態において、光軸方向における一端側から第1レンズ101に当接するように設けられている。
The
押さえ環103は、複数の突起107を第1レンズ101の一面側に当接させ、第1レンズ101に対して当該第1レンズ101を光軸方向における一方側(レンズホルダ側)に付勢する付勢力を作用させることによって、第1レンズ101を保持している。小径部104および突起107は、光軸Cを中心とする同一円周上において3箇所あるいは3箇所よりも多箇所において第1レンズ101に当接することが好ましい。
The holding
小径部104および突起107が第1レンズ101に当接する箇所は、3あるいは3の倍数箇所であることが好ましい。これにより、第1レンズ101全体に対して均等な付勢力を作用させることができ、第1レンズ101を安定して保持することができる。
The locations where the
押さえ環103は、樹脂材料を用い、射出成形法によって形成されている。樹脂材料を用いた射出成形法によって形成することにより、押さえ環103を高精度に形成することができる。押さえ環103を形成する樹脂材料は、レーザ光を吸収する性質を有している。
The
押さえ環103を形成する樹脂材料は、具体的には、たとえば基剤となる樹脂材料に、レーザ光を吸収する材料を混合あるいは分散させることによって構成することができる。この実施の形態においては、たとえば黒色のポリカーボネート(PC:Polycarbonate)樹脂材料を用いることができる。
Specifically, the resin material forming the
レーザ(LASER:Light Amplification Stimulated Emission of Radiation)光は、光(電磁波)を増幅したコヒーレントな光であり、たとえば近赤外領域の波長を用いることができる。具体的には、たとえばYAGレーザ(YAG LASER)を用いることができる。より具体的には、たとえばYAGレーザ、YVO4レーザ、半導体レーザなどを用いて、800〜1100nmのレーザ光を用いることが好ましい。 Laser (LASER: Light Amplification Stimulated Emission of Radiation) light is coherent light obtained by amplifying light (electromagnetic wave), and for example, a wavelength in the near infrared region can be used. Specifically, for example, a YAG laser can be used. More specifically, it is preferable to use a laser beam with a wavelength of 800 to 1100 nm using, for example, a YAG laser, a YVO4 laser, a semiconductor laser, or the like.
YAGレーザにおけるYAGとは、イットリウム(Yittrium)、アルミニウム(Aluminium)、ガーネット(Garnet)のそれぞれの頭文字に由来する。YVO4レーザにおけるYVO4とは、イットリウム・バナデート(YVO4)の略であり、固体レーザ発振器のレーザ媒質の一種を示している。レーザ光は、近赤外領域の波長に限るものではなく、紫外線やX線などの可視光よりも短い波長、また赤外線のような可視光よりも長い波長であってもよい。 YAG in a YAG laser is derived from the initials of yttrium, aluminum, and garnet. YVO4 in the YVO4 laser is an abbreviation for yttrium vanadate (YVO4) and represents a kind of laser medium of a solid-state laser oscillator. The laser light is not limited to the wavelength in the near infrared region, but may be a wavelength shorter than visible light such as ultraviolet rays or X-rays, or a wavelength longer than visible light such as infrared rays.
押さえ環103を形成する樹脂材料の線膨張係数は、第1レンズ101を形成するガラス材料の線膨張係数とは異なっている。これにより、たとえば膨張あるいは収縮などのように、第1レンズ101および押さえ環103に体積変化を生じさせるような環境温度の変化が生じた場合、第1レンズ101と押さえ環103とはそれぞれ異なる体積変化を示す。
The linear expansion coefficient of the resin material forming the
第2レンズ102は、光軸方向に沿って第1レンズ101に隣り合って配置されている。第2レンズ102は、樹脂材料を用い、射出成形法によって形成されている。樹脂材料を用いた射出成形法によって形成することにより、第2レンズ102を高精度に形成することができる。
The
第2レンズ102を形成する樹脂材料は、押さえ環103を形成する樹脂材料に対して相溶性を有している。第2レンズ102を形成する樹脂材料は、具体的には、たとえば押さえ環103を形成する材料において基剤となる樹脂材料と同一種類の樹脂材料によって実現することができる。この実施の形態においては、たとえばPCを主体とする樹脂材料を用いることができる。また、第2レンズ102を形成する樹脂材料は、レーザ光を透過する性質を有している。
The resin material forming the
第2レンズ102を形成する樹脂材料は、具体的には、たとえば基剤となる樹脂材料にレーザ光を透過する材料を混合あるいは分散させることによって構成することができる。より具体的には、たとえば、押さえ環103を形成する材料において基剤となる樹脂材料と同一種類の樹脂材料に、レーザ光を透過する材料を混合あるいは分散させることによって、第2レンズ102を形成する樹脂材料を構成することができる。この実施の形態においては、たとえば透明のPC樹脂材料を用いることができる。この実施の形態においては、第2レンズ102によって第2の光学部材を実現することができる。
Specifically, the resin material forming the
第2レンズ102は、レーザ溶着によって押さえ環103に接合されている。図1および図2においては、レーザ溶着による第2レンズ102と押さえ環103との接合部分を、符号Wで示している。レーザ溶着は、熱可塑性の樹脂材料によって形成された接合対象部材を、当該樹脂材料の融点を超えるまでレーザ光を用いて昇温し、昇温した状態で圧力を加えることによって、複数の接合対象部材を分子レベルで結合する技術として知られている。
The
レーザ溶着に際しては、基本的には、レーザ光を吸収する性質を有する熱可塑性の樹脂材料によって形成された接合対象部材(以下、適宜「レーザ光吸収部材」という)と、レーザ光を透過する性質を有する熱可塑性の樹脂材料によって形成された接合対象部材(以下、適宜「レーザ光透過部材」という)とを当接させた界面に、レーザ光透過部材側からレーザ光を照射する。 In laser welding, basically, a joining target member (hereinafter referred to as “laser light absorbing member” as appropriate) formed of a thermoplastic resin material having a property of absorbing laser light, and a property of transmitting laser light. A laser beam is irradiated from the laser beam transmitting member side to an interface where a joining target member (hereinafter, referred to as “laser beam transmitting member” as appropriate) formed of a thermoplastic resin material having a contact is made.
熱可塑性の樹脂材料によって形成された接合対象部材を分子レベルで結合する技術としては、レーザ溶着の他にインパルス溶着、熱板溶着、非接触熱板溶着、超音波溶着、高周波溶着、振動溶着、赤外線溶着などがあるが、レーザ光の照射範囲を極めて小さくすることができるので、レーザ溶着を用いることによって接合対象部材が小さい場合にも確実に接合することができる。また、レーザ溶着は振動を利用することなく接合することができるので、接合時における振動によって接合対象部材が破損するなどの悪影響の発生を防止することができる。 In addition to laser welding, techniques for joining members to be joined formed of thermoplastic resin materials at the molecular level include impulse welding, hot plate welding, non-contact hot plate welding, ultrasonic welding, high frequency welding, vibration welding, Although there is infrared welding or the like, the irradiation range of the laser beam can be made extremely small. Therefore, even when the member to be joined is small, it is possible to reliably join by using laser welding. In addition, since laser welding can be joined without using vibration, it is possible to prevent the occurrence of adverse effects such as damage to the joining target member due to vibration during joining.
レーザ溶着に用いる樹脂材料は、基剤となる所定の材料に、各種の色材を含めて構成することができる。具体的には、レーザ光を吸収する性質を有する熱可塑性の樹脂材料としては、たとえば使用する波長域のレーザ光を吸収して熱に換える際の効率がよい色材を含有する樹脂材料を用いることができる。また、具体的には、レーザ光を透過する性質を有する熱可塑性の樹脂材料としては、たとえば使用する波長域のレーザ光をほとんど透過する染料系の色材を含有する樹脂材料を用いることができる。 The resin material used for laser welding can be configured by including various color materials in a predetermined material serving as a base. Specifically, as the thermoplastic resin material having the property of absorbing laser light, for example, a resin material containing a coloring material that is efficient in absorbing laser light in the wavelength range to be used and converting it to heat is used. be able to. Specifically, as the thermoplastic resin material having a property of transmitting laser light, for example, a resin material containing a dye-based coloring material that transmits almost the laser light in the wavelength range to be used can be used. .
レーザ溶着は、照射したレーザ光を、レーザ光透過部材の表面を溶かすことなくレーザ光吸収部材に到達させ、レーザ光吸収部材の温度をレーザ光吸収部材の融点より高く昇温させる。そして、レーザ光吸収部材の熱をレーザ光透過部材へ伝導させてレーザ光透過部材を溶解させる。レーザ光吸収部材とレーザ光透過部材とは、溶解した部分において互いの分子が混ざり合う。レーザ光の照射を停止すると、溶解した樹脂材料の温度が融点よりも下がり、溶着が完了する。 Laser welding causes irradiated laser light to reach the laser light absorbing member without melting the surface of the laser light transmitting member, and raises the temperature of the laser light absorbing member higher than the melting point of the laser light absorbing member. Then, the heat of the laser light absorbing member is conducted to the laser light transmitting member to dissolve the laser light transmitting member. The laser light absorbing member and the laser light transmitting member are mixed with each other in the melted portion. When the irradiation of the laser beam is stopped, the temperature of the melted resin material falls below the melting point, and the welding is completed.
レーザ溶着を用いて接合対象部材どうしを接合することによって、接着剤を使用することなく接合対象部材どうしを接合することができる。これによって、接着剤を用いることに由来する、環境に対する悪影響を抑制することができる。また、接着剤が不要であるため、接着剤を用いる場合と比較して軽量化を図ることができる。 By joining the members to be joined using laser welding, the members to be joined can be joined without using an adhesive. Thereby, the adverse effect on the environment caused by using the adhesive can be suppressed. Further, since no adhesive is required, the weight can be reduced as compared with the case where an adhesive is used.
第3レンズ201は、樹脂材料を用い、射出成形法によって形成されている。樹脂材料を用いた射出成形法によって形成することにより、第3レンズ201を高精度に形成することができる。第3レンズ201は、位置決め用の段差部202を備えている。位置決め用の段差部202は、第3レンズ201と第2レンズ102との位置関係を決定する。
The
第2レンズ102は第3レンズ201側に突出する突起107を備えており、第3レンズ201は段差部202を突起107に嵌め合わせることによって第2レンズ102に対する位置が決められる。段差部202を突起107に嵌め込んだ状態では、光軸方向において第2レンズ102と第3レンズ201との間の一部に空間が形成される。この空間は、光軸Cを中心とするリング状の形状をなしている。
The
この空間には、接着剤203が設けられており、第2レンズ102と第3レンズ201とは接着剤203によって互いの位置関係が固定されている。接着剤203は、リング状の形状をなす空間における一部に設けることが好ましい。これにより、レンズ群100の軽量化を図るとともに、接着剤203の硬化にともなう体積変化によって第2レンズ102と第3レンズ201との位置関係にずれが生じることを防止できる。接着剤203は、たとえばUV硬化型の接着剤を用いることにより、レンズ群100の組み立て作業にかかる高い作業性を確保することができる。
An adhesive 203 is provided in this space, and the positional relationship between the
つぎに、押さえ環103と第2レンズ102との接合方法について説明する。図3は、押さえ環103と第2レンズ102との接合方法を示す説明図である。図3において、押さえ環103と第2レンズ102との接合に際しては、まず、第2レンズ102に対する押さえ環103の位置を決定する。第2レンズ102に対する押さえ環103の位置は、具体的には、たとえば押さえ環103が保持する第1レンズ101の光軸が第2レンズ102の光軸に揃う位置とすることができる。
Next, a method for joining the
第2レンズ102の光軸に対する第1レンズ101の光軸の位置、すなわち第2レンズ102に対する押さえ環103の位置は、第1レンズ101を保持した状態の押さえ環103を、光軸に交差する面内において、第2レンズ102に対して相対的に移動させることによって調整する(矢印Sを参照)。
The position of the optical axis of the
そして、押さえ環103と第2レンズ102との位置関係が、第1レンズ101の光軸が第2レンズ102の光軸に揃う位置関係となった場合に、押さえ環103と第2レンズ102との位置関係を所定のジグを用いて固定する。このジグは、押さえ環103と第2レンズ102との位置関係を、仮に固定することができればよく、レーザ溶着による接合後に取り外すことができるものが好ましい。
When the positional relationship between the
つぎに、ジグによって固定した押さえ環103および第2レンズ102に対して、第2レンズ102側からレーザ光を照射する。レーザ光の照射は、所定のレーザ光照射装置301を用いておこなう。レーザ光照射装置301は、レーザ光源302やレーザ光源302から発光されたレーザ光を集光するレンズ303などを備える。レーザ光照射装置301については、公知の各種技術を用いて容易に実現可能であるため説明を省略する。
Next, laser light is irradiated from the
照射されたレーザ光は、第2レンズ102を通過して押さえ環103に到達する。押さえ環103を形成する樹脂材料はレーザ光を吸収する性質を有しているため、押さえ環103に到達したレーザ光は押さえ環103に吸収され、押さえ環103において熱エネルギーに変換される。押さえ環103において光エネルギーから変換された熱エネルギーは、押さえ環103の温度を昇温させる。押さえ環103においては、融点より高い温度まで昇温した箇所の樹脂材料のみが溶融し、溶融プール304が形成される。
The irradiated laser light passes through the
押さえ環103には第2レンズ102が当接しているため、押さえ環103において発生して溶融プール304を形成した熱エネルギーは、第2レンズ102に伝導し、第2レンズ102の温度を昇温させる。第2レンズ102においては、融点より高い温度まで昇温した箇所の樹脂材料のみが溶融し、溶融プール305が形成される。押さえ環103における溶融プール304を形成する樹脂材料と、第2レンズ102における溶融プール305を形成する樹脂材料とは、互いに混ざり合い、1つの溶融プール306を形成する。1つの溶融プール306は、押さえ環103を形成する樹脂材料および第2レンズ102を形成する樹脂材料を含んでいる。
Since the
押さえ環103および第2レンズ102は、相溶性を有する樹脂材料を用いて形成されているため、押さえ環103における溶融プール304と第2レンズ102における溶融プール305とによって形成される1つの溶融プール306内においては、押さえ環103を形成する樹脂材料および第2レンズ102を形成する樹脂材料が均一にムラなく混ざり合う。
Since the holding
押さえ環103と第2レンズ102とによって1つの溶融プール306が形成された後、レーザ光の照射を停止すると、1つの溶融プール306における樹脂材料の温度が低下して固化する。1つの溶融プール306は、押さえ環103を形成する樹脂材料および第2レンズ102を形成する樹脂材料が混ざり合っていることから、1つの溶融プール306における樹脂材料の温度が低下して固化することにより、1つの溶融プール306を形成していた樹脂材料を介して押さえ環103および第2レンズ102が接合される。
After one
レーザ光は、小さな照射範囲で正確な位置を照射することができるので、押さえ環103および第2レンズ102において接合したい箇所のみに溶融プールを形成し、接合することができる。これによって、接合箇所の美観を損ねることなく、押さえ環103と第2レンズ102とを接合することができる。
Since the laser beam can irradiate an accurate position within a small irradiation range, a molten pool can be formed and bonded only at a position where the
レーザ光を照射する箇所は、1箇所であってもよいし複数箇所であってもよい。レーザ光を複数箇所に照射する場合、光軸Cを中心とする同一円周上にレーザ光を照射することが好ましい。また、レーザ光を複数箇所に照射する場合、光軸Cを中心とする同一円周上において、等間隔にレーザ光を照射することが好ましい。 The location where the laser beam is irradiated may be one location or a plurality of locations. When irradiating laser light to a plurality of locations, it is preferable to irradiate the laser light on the same circumference centered on the optical axis C. Moreover, when irradiating a laser beam to several places, it is preferable to irradiate a laser beam at equal intervals on the same periphery centering on the optical axis C. FIG.
レーザ光を照射する箇所は、大径部105とすることが好ましい。これによって、第1レンズ101の外径寸法の変化にともなう押さえ環103の変形、すなわち小径部104の変位に影響を与えることなく、押さえ環103とレンズホルダとをレーザ溶着によって固定することができる。
The portion irradiated with the laser light is preferably the
レーザ光を照射する箇所は、小径部104と第1レンズ101との当接箇所の個数と同数とし、小径部104と第1レンズ101との当接箇所と同一円周上であって当該当接箇所の中間位置とすることが好ましい。レーザ光を複数箇所に照射する場合、各照射箇所を同時に照射することが好ましい。レーザ光を複数箇所に照射する場合の照射方法は、各照射箇所を完全に一致するタイミングで照射することに限らず、ほぼ同時とみなせる程度の短時間内にすべての照射箇所を照射できればよい。
The number of places to which laser light is irradiated is the same as the number of contact portions between the
以上説明したように、この発明にかかる光学装置の一例としての実施の形態のレンズ装置は、光軸方向において隣り合って配置される第1の光学部材の一例としての第1レンズ101および第2の光学部材の一例としての第2レンズ102を備えたレンズ装置であって、レーザ光を吸収する樹脂材料によって形成され、当該樹脂材料の弾性力によって第1レンズ101を保持する保持部材の一例としての押さえ環103を備え、第2レンズ102は、レーザ光を透過するとともに押さえ環103を形成する材料に対して相溶性を有する樹脂材料によって形成され、押さえ環103に対してレーザ溶着によって固定されていることを特徴とする。
As described above, the lens device according to the embodiment as an example of the optical device according to the present invention includes the
上記の構成によれば、第1レンズ101を保持する押さえ環103と第2レンズ102とをレーザ溶着によって短時間で固定することができる。そして、レーザ溶着によって短時間で固定することによって、たとえば硬化の途中で体積収縮をともなう接着剤203を用いて固定する場合のように、固定に際して、第1レンズ101と第2レンズ102との相対的な位置関係がずれることを防止できる。
According to the above configuration, the holding
具体的には、たとえば線膨張係数が129×10-7であるガラス(K−PFK85)を用いて第1レンズ101を形成し、線膨張係数が700×10-7であるPC樹脂(AD5503)を用いて第2レンズ102を形成した場合では、環境温度が高くなるとガラス製のレンズである第1レンズ101よりも、樹脂製のレンズである第2レンズ102が膨張する。また、この場合、環境温度が低くなると、ガラス製のレンズである第1レンズ101が、樹脂製のレンズである第2レンズ102よりも収縮する。
Specifically, for example, the
図4は、従来のレンズ群を示す説明図である。図4においては、従来のレンズ群を、光軸に交差する方向から見た状態、および光軸を通り光軸に平行な平面で切断した断面を示している。従来のレンズ群においては、上述したレンズ群100と同一あるいは同様の部分については同一符号で示す。図4において、従来のレンズ群においては、第1レンズ101および第2レンズ102が、接着剤401を用いた従来の固定方法によって固定されている。
FIG. 4 is an explanatory view showing a conventional lens group. FIG. 4 shows a state in which the conventional lens group is viewed from a direction intersecting the optical axis, and a cross section cut along a plane passing through the optical axis and parallel to the optical axis. In the conventional lens group, the same or similar parts as those of the
上述したように、第1レンズ101および第2レンズ102の線膨張係数が異なるため、第1レンズ101と第2レンズ102との間には環境温度の変化による伸縮の程度に差が生じる。そして、伸縮の程度に差が生じると、接着剤401の部分に圧縮あるいは引っ張り方向の応力が作用し、接着剤401が変形してしまうことがある。
As described above, since the linear expansion coefficients of the
接着剤が変形した場合、第1レンズ101および第2レンズ102の位置関係がずれたり、第1レンズ101あるいは第2レンズ102が歪んだりすることがある。このように、接着剤401を用いた従来の固定方法では、環境温度の変化によって光学性能が低下してしまう場合があった。接着剤401の変形は、環境温度の変化が繰り返して起こるほど顕著になる。そして、接着剤401の変形が顕著であるほど第1レンズ101と第2レンズ102との位置関係のずれや、第1レンズ101あるいは第2レンズ102の歪みが顕著に発生する。このため、環境温度の変化が繰り返して起こるほど、光学性能の低下が顕著になる。
When the adhesive is deformed, the positional relationship between the
このような従来のレンズ群における不具合に対して、この実施の形態のレンズ装置によれば、環境温度の変化に起因する第1レンズ101の膨張や収縮などの形状変化にしたがって、押さえ環103が弾性変形する。すなわち、押さえ環103は第1レンズ101の形状変化にしたがって変形可能であるため、環境温度の変化に起因して第1レンズ101が第2レンズ102よりも大きく形状変化した場合における変化量の差分を押さえ環103の変形によって吸収することができる。これによって、押さえ環103に対する第1レンズ101の位置を安定化することができ、第1レンズ101と第2レンズ102との相対的な位置関係のずれを防止することができる。
In response to such a problem in the conventional lens group, according to the lens device of this embodiment, the
また、この実施の形態のレンズ装置によれば、環境温度の変化に起因して第1レンズ101よりも第2レンズ102が大きく形状変化した場合における変化量の差分を押さえ環103の変形によって吸収することができ、第2レンズ102の変形を抑制することができる。これによって、第2レンズ102を基準として位置決めされている第3レンズ201において発生する内部応力を緩和することができる。そして、これによって、第2レンズ102における位置決め部に対する第1レンズ101の位置を常に安定化することができる。
Further, according to the lens apparatus of this embodiment, the difference in the amount of change when the
さらに、この実施の形態のレンズ装置によれば、押さえ環103と第2レンズ102との固定後に環境温度が変化した場合には、樹脂材料によって形成された押さえ環103および第2レンズ102とが変形する。これによって、押さえ環103と第2レンズ102との位置関係のずれを抑制することができ、第1レンズ101と第2レンズ102との相対的な位置関係のずれを防止することができる。
Furthermore, according to the lens device of this embodiment, when the environmental temperature changes after the holding
また、この実施の形態のレンズ装置を備えた撮像装置によれば、第1レンズ101を保持する押さえ環103と第2レンズ102とをレーザ溶着によって短時間で固定することができる。これにより、たとえば硬化の途中で体積収縮をともなう接着剤401を用いて固定する場合のような、固定に際しての第1レンズ101と第2レンズ102との位置関係のずれを防止することができる。
Moreover, according to the imaging device provided with the lens device of this embodiment, the
また、この実施の形態のレンズ装置を備えた撮像装置によれば、環境温度の変化に起因する第1レンズ101の膨張や収縮などの形状変化にしたがって押さえ環103が弾性変形することにより、押さえ環103に対する第1レンズ101の位置を安定化することができる。さらに、この実施の形態のレンズ装置を備えた撮像装置によれば、押さえ環103と第2レンズ102との固定後に環境温度が変化した場合には、樹脂材料によって形成された押さえ環103および第2レンズ102とが変形することにより押さえ環103と第2のレンズ102との位置関係のずれを抑制することができる。
Further, according to the imaging apparatus including the lens device of this embodiment, the
これによって、固定する過程における第1レンズ101と第2レンズ102との相対的な位置関係のずれや環境温度の変化に起因する部材間の位置関係のずれや各部材における歪みの発生によるレンズ装置における光学性能の低下を防止することができる。そして、レンズ装置における光学性能の低下を防止することにより、撮像画像の画質低下を防止することができる。
As a result, the lens device is caused by the relative positional relationship between the
上述した実施の形態においては、レンズ装置などの光学装置への適用例を示したが、この発明にかかる部材連結機構は、光学装置への適用に限るものではない。この発明にかかる部材連結機構は、レーザ溶着を用いて固定される複数の部材を備えた各種の装置への適用することができる。 In the above-described embodiment, an example of application to an optical device such as a lens device has been described. However, the member coupling mechanism according to the present invention is not limited to application to an optical device. The member connecting mechanism according to the present invention can be applied to various apparatuses including a plurality of members fixed using laser welding.
以上のように、この発明にかかる光学装置および撮像装置は、互いの位置関係が固定される複数の光学部材を備えた光学装置および当該光学装置を備えた撮像装置に有用であり、特に、直接固定することが困難な複数の光学部材を備えた光学装置および当該光学装置を備えた撮像装置に適している。 As described above, the optical device and the imaging device according to the present invention are useful for an optical device including a plurality of optical members whose mutual positional relationship is fixed, and an imaging device including the optical device. It is suitable for an optical device including a plurality of optical members that are difficult to fix and an imaging device including the optical device.
100 レンズ群
101 第1レンズ
102 第2レンズ
103 押さえ環
100
Claims (5)
レーザ光を吸収する樹脂材料によって形成され、当該樹脂材料の弾性力によって前記第1の光学部材を保持する保持部材を備え、
前記第2の光学部材は、前記レーザ光を透過するとともに前記保持部材を形成する材料に対して相溶性を有する樹脂材料によって形成され、前記保持部材に対してレーザ溶着によって固定されていることを特徴とする光学装置。 An optical device including a first optical member and a second optical member arranged adjacent to each other in the optical axis direction,
A holding member that is formed of a resin material that absorbs laser light and holds the first optical member by the elastic force of the resin material,
The second optical member is formed of a resin material that transmits the laser light and has compatibility with a material forming the holding member, and is fixed to the holding member by laser welding. Optical device characterized.
前記第2の光学部材は、前記基剤となる樹脂材料と同一種類の樹脂材料に、前記レーザ光を透過する材料を混合した材料によって形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の光学装置。 The holding member is formed of a material obtained by mixing a material that absorbs laser light into a resin material serving as a base,
The said 2nd optical member is formed with the material which mixed the material which permeate | transmits the said laser beam in the resin material of the same kind as the resin material used as the said base, The Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. The optical device described.
光軸方向において前記第1の光学部材と隣り合って配置され、前記レーザ光を透過するとともに前記保持部材を形成する材料に対して相溶性を有する樹脂材料によって形成され、前記保持部材に対してレーザ溶着によって固定された第2の光学部材と、
前記第1の光学部材および前記第2の光学部材を介して受光した外光を電気信号に変換する撮像用の光電変換素子と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 A holding member that is formed of a resin material that absorbs laser light and holds the first optical member by the elastic force of the resin material;
It is disposed adjacent to the first optical member in the optical axis direction, and is formed of a resin material that transmits the laser light and is compatible with a material that forms the holding member. A second optical member fixed by laser welding;
A photoelectric conversion element for imaging that converts external light received through the first optical member and the second optical member into an electrical signal;
An imaging apparatus comprising:
前記レーザ光を吸収するとともに前記第2の光学部材を形成する材料に対して相溶性を有する樹脂材料によって形成された環形状をなす保持部材によって、前記第1の光学部材を保持する工程と、
前記第2の光学部材の光軸に対して、前記保持部材によって保持された前記第1の光学部材の光軸を揃える工程と、
前記第2の光学部材の光軸に対して前記第1の光学部材の光軸を揃えた状態で、前記保持部材と前記第2の光学部材とを当接させる工程と、
前記第2の光学部材を介して、前記第2の光学部材に当接している前記保持部材を前記レーザ光によって照射する工程と、
前記レーザ光の照射を停止する工程と、
を含んだことを特徴とする光学装置の製造方法。 A first optical member and a second optical member, which are formed using materials having different linear expansion coefficients from each other and are arranged adjacent to each other in the optical axis direction, transmit laser light through the second optical member. A method of manufacturing an optical device formed of a resin material,
A step of holding the first optical member by a holding member having a ring shape formed of a resin material that absorbs the laser light and is compatible with a material forming the second optical member;
Aligning the optical axis of the first optical member held by the holding member with respect to the optical axis of the second optical member;
Contacting the holding member and the second optical member with the optical axis of the first optical member aligned with the optical axis of the second optical member;
Irradiating the holding member in contact with the second optical member with the laser light through the second optical member;
Stopping the laser light irradiation;
A method for manufacturing an optical device, comprising:
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